本論文では，角柱状突合わせ継手の界面端角部および直線部のBad pair条件の違いを考察した。有限要素法(FEM)に基づく固有値解析で突合わせ継手の特異性指数を種々の材料組み合せにおいて求めた。界面端角部でのBad pair条件は，2次元モデルで知られている条件α(α−2β) > 0とかなり近いが，明確に異なる場合がある。ここで，(α, β) はDundursの複合材料パラメータである。すなわち，多くの場合には (α, β) で表現できるが，(α, β) のみでは表現できない場合が存在する。Bad pair条件の違いを明示するため，界面端角部で特異性が出現・消失する材料組み合せを (α, β) マップで比較して示した。さらに，3次元モデルでのGood pair，Equal pairおよびBad pairを判別する簡便式を提案し，その妥当性を解析結果に基づいて議論した。界面端直線部でのBad pair条件は，α(α−2β) > 0で表現できることを示した。

本論文では，Cu端子とCu基板との超音波接合について，継手の機械的特性評価や組織解析により，初期接合強度に影響を及ぼす因子や高信頼な接合部の形成機構について検討した。接合中の荷重，振幅を制御した継手に対する初期接合強度試験や，Cu基板側に高強度なCu合金を用いた継手の熱疲労試験を行った。その結果，超音波接合部の初期信頼性向上には，接合開始時の初期凝着核の形成および高荷重，高振幅な条件で接合することが重要であることが示された。また，Cu基板側に高強度なCu合金を用いることで，通常のCu基板の場合に比べて端子側の塑性変形領域が増え，接合界面近傍の結晶粒が微細化し長期信頼性が向上することが示された。

本論文では，パワーモジュールのワイヤボンド部とダイアタッチ部の強度信頼性評価手法について既往の研究をレビューする。パワーモジュール使用条件下では，これらの部位は繰返し温度変動にさらされ，構成材料の線膨張差により繰返し熱応力が発生する。したがって，パワーモジュールの強度信頼性にとって重要な課題は熱疲労現象である。また，ワイドバンドギャプ半導体パワーモジュールを想定して，200°C超の高温条件での熱疲労現象の評価法についても取扱う。さらに，設計段階でパワーモジュールの強度信頼性を担保するための研究方針について示す。